2021年，UVC LED在家電中的發(fā)展勢(shì)頭甚是強(qiáng)勁，海爾、小米及云米等家電品牌紛紛在上半年推出UVC LED家電新產(chǎn)品。根據(jù)TrendForce集邦咨詢旗下光電研究處LEDinside了解，當(dāng)前計(jì)劃導(dǎo)入或正在引進(jìn)UVC LED技術(shù)的品牌高達(dá)40家以上。

在家電市場(chǎng)，空調(diào)、空氣凈化器、加濕器、洗衣機(jī)、吸塵器、冰箱、衛(wèi)浴設(shè)備等均為UVC LED的應(yīng)用場(chǎng)景。而從已推出的產(chǎn)品來看，UVC LED應(yīng)用以洗衣機(jī)、空氣凈化器、空調(diào)及冰箱等為主，凈水器應(yīng)用目前仍不多見。

實(shí)際上，從產(chǎn)業(yè)鏈的上中游到下游終端應(yīng)用，布局凈飲水殺菌應(yīng)用的廠商早就不在少數(shù)，那么，為何UVC LED凈飲水殺菌產(chǎn)品的推廣效果和市場(chǎng)接受度仍未達(dá)預(yù)期？

終端應(yīng)用“四座大山”

據(jù)了解，目前飲水機(jī)中搭載的UVC LED殺菌模塊主要分為兩個(gè)類型：靜態(tài)水殺菌、過流式水殺菌。

靜態(tài)水殺菌模塊殺菌時(shí)間長(zhǎng)，且需搭配儲(chǔ)水箱使用。調(diào)查顯示，目前帶儲(chǔ)水箱的飲水機(jī)比例在20-30%左右，且呈逐年下降的趨勢(shì)，原因是水箱儲(chǔ)存水不夠新鮮、口感欠佳，同時(shí)也存在出水管路微生物二次污染的問題。

過流式水殺菌模塊屬于瞬時(shí)殺菌，無需搭配儲(chǔ)水箱，可安裝于飲水機(jī)出水口位置，能夠有效解決存水口感不佳與微生物二次污染的問題，是未來飲水機(jī)殺菌的主流趨勢(shì)。然而，過流式水殺菌模塊在現(xiàn)階段應(yīng)用中仍存在許多問題。

關(guān)于UVC LED應(yīng)用在凈飲水設(shè)備中存在的問題以及實(shí)際使用效果，終端設(shè)備廠商可以說最有發(fā)言權(quán)，而對(duì)于供應(yīng)鏈廠商而言，只有先從終端設(shè)備的問題與需求入手，才能設(shè)計(jì)開發(fā)出合適的解決方案。

在2021年6月1日集邦咨詢UVC LED產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì)研討會(huì)上，凈飲水專家沁園從終端設(shè)備的角度出發(fā)，對(duì)UVC LED在凈水器中的應(yīng)用展開多方面的探討，分享了現(xiàn)階段終端設(shè)備所面臨的問題——體積、殺菌率、成本、壽命。

沁園商用研發(fā)總監(jiān) 任君琪

據(jù)介紹，沁園每年出貨100萬臺(tái)凈水器，其中30萬臺(tái)凈水器采用了UVC技術(shù)，而在這30%的產(chǎn)品里，僅有30-40%的產(chǎn)品應(yīng)用UVC LED技術(shù)，剩下的60-70%由傳統(tǒng)汞燈技術(shù)占有。

眾所周知，UVC LED與汞燈最大的區(qū)別在于光電轉(zhuǎn)換效率低，即殺菌效率比較低。除此之外，沁園認(rèn)為，UVC LED滲透率不高可簡(jiǎn)單歸因于：塞不下、用不起、換不動(dòng)。

塞不下：對(duì)于民用市場(chǎng)，凈水器小型化成為消費(fèi)者的追求，意味著機(jī)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)將朝向緊湊型的方向發(fā)展。然而，目前過流式動(dòng)態(tài)UVC殺菌模組體積大，且大多數(shù)以圓柱形為主，占用空間大，同時(shí)還浪費(fèi)了周圍的部分空間。

用不起：產(chǎn)品成本高是目前UVC LED被終端設(shè)備及消費(fèi)者詬病最多的一點(diǎn)。沁園指出，UVC LED殺菌模組占整機(jī)BOM cost的33%，應(yīng)用UVC LED技術(shù)意味著終端設(shè)備廠商利潤(rùn)被壓縮，因此廠商直呼用不起。

換不動(dòng)：凈水器上市之前需要獲得國(guó)家衛(wèi)生批件，且新產(chǎn)品上市大概需要6-8個(gè)月的準(zhǔn)備時(shí)間，費(fèi)用自然很高。因此，老產(chǎn)品更換UVC LED殺菌模組需要花費(fèi)很多時(shí)間和成本。鑒于此，終端設(shè)備廠商改用UVC LED的動(dòng)力不足。

此外，壽命無法量化、缺乏壽命測(cè)試的性能報(bào)告、使用材料安全性未知、殺菌效果不可視等也是終端設(shè)備在應(yīng)用和推廣過程無法回避的問題。

沁園指出，UVC LED在使用過程中，壽命無法量化。同時(shí)，設(shè)備廠不具備檢驗(yàn)UVC LED老化性能的能力，如光衰；而關(guān)于UV LED燈現(xiàn)有的開關(guān)頻率，廠商也不確定是否為最優(yōu)解……因此，設(shè)備商希望供應(yīng)商在UVC LED上增加壽命顯示功能，并提供帶壽命測(cè)試的性能報(bào)告。

材料使用方面，部分國(guó)家要求產(chǎn)品擁有CB認(rèn)證，而CB認(rèn)證對(duì)UVC照射到的材料有抗老化的要求，意味著所用材料需經(jīng)過1000小時(shí)的抗UVC照射測(cè)試，但照射過程中會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問題。

其一， 塑料需要添加抗UV劑，設(shè)備商不確定添加后的改性塑料能否滿足食品接觸/FDA等方面的要求。其二，添加UV劑的改性塑料由于量少，可能會(huì)帶來成本的小幅上漲。因此，設(shè)備商希望供應(yīng)商提供能夠抗老化（UV 1000小時(shí)照射）的塑料材質(zhì)牌號(hào)。

從消費(fèi)者的角度來看，殺菌前后的效果只能通過專業(yè)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試出來，無法通過肉眼辨別，這成為消費(fèi)者選擇UVC LED凈水設(shè)備的一大阻礙。顯然，除了成本以外，殺菌效果不可視也是凈水設(shè)備廠商推廣的痛點(diǎn)。

作為凈水器供應(yīng)商，沁園基于所有可能發(fā)生的問題，對(duì)UVC LED產(chǎn)品抱有的期望可簡(jiǎn)單歸為：體積更小，形狀更加扁平；殺菌效率更高，壽命更長(zhǎng)；價(jià)格更低。

供應(yīng)鏈的努力與實(shí)力

問題雖尚待解決，但UVC LED市場(chǎng)需求廣闊卻也是不爭(zhēng)的事實(shí)。

沁園認(rèn)為，UVC LED市場(chǎng)的上升空間巨大，相關(guān)廠商也有很大的發(fā)揮空間。以發(fā)展的眼光來看，目前，凈水器在全球市場(chǎng)的滲透率相對(duì)較低，尤其是在一些發(fā)展水平較低的國(guó)家。隨著生活水平的逐步提高，人們對(duì)凈水器的需求將持續(xù)增加，這也意味著未來UVC LED的市場(chǎng)需求也將不斷增加。

同樣作為凈飲水領(lǐng)域的專家，安吉爾也認(rèn)為，飲水安全將在未來3-5年之間成為全民關(guān)注的焦點(diǎn)，尤其是在疫情爆發(fā)的推動(dòng)下，歐美、日本等國(guó)家和地區(qū)對(duì)飲水安全的關(guān)注度達(dá)到空前的高度。可以預(yù)見，未來，UVC LED凈水機(jī)在海內(nèi)外都將有較大的市場(chǎng)。

事實(shí)上，終端設(shè)備對(duì)UVC LED的信心，有很大一部分是來自于供應(yīng)鏈廠商的努力與實(shí)力。無論是新玩家還是老玩家，水殺菌都是UVC LED供應(yīng)鏈廠商積極布局的重點(diǎn)領(lǐng)域。從相關(guān)廠商的最新動(dòng)態(tài)來看，UVC LED水殺菌技術(shù)已經(jīng)有了新的突破。

作為新入局者，ams OSRAM認(rèn)為水消毒是UVC LED最具潛力的應(yīng)用場(chǎng)景，并且已經(jīng)推出波長(zhǎng)為275nm的OSLON® UV系列產(chǎn)品，以系統(tǒng)總成本優(yōu)勢(shì)為特點(diǎn)，包含低功率和中功率兩種方案。其中，低功率適用于靜態(tài)水殺菌，中功率適用于低速過流式水殺菌及表面殺菌。

ams OSRAM透露，今年底公司計(jì)劃推出高功率OSLON® UV系列產(chǎn)品，有望應(yīng)用于流速較大的流動(dòng)水殺菌場(chǎng)景。

升譜光電基于對(duì)水殺菌應(yīng)用市場(chǎng)前景的看好，創(chuàng)新開發(fā)出了UVC LED過流式水殺菌模組。

據(jù)介紹，升譜光電最新2.5L動(dòng)態(tài)水處理殺菌模組外部可搭載水流傳感器，具備電源、運(yùn)行及故障指示，采用全水冷結(jié)構(gòu)與全新自然流殺菌設(shè)計(jì)，在2L/min的條件下，總菌落數(shù)測(cè)試結(jié)果為99.94%。

國(guó)星光電在UVC LED的光電轉(zhuǎn)換效率、氣密性和散熱管理方面獲得了新的突破。現(xiàn)階段，國(guó)星光電已將中小功率UVC LED器件的光電轉(zhuǎn)換效率提升至5.6%，并計(jì)劃今年底沖刺6%。同時(shí)，通過提升產(chǎn)品氣密性，優(yōu)化散熱設(shè)計(jì)，國(guó)星光電成功提高了UVC LED器件的壽命。

除了考量品質(zhì)、壽命和成本之外，國(guó)星光電去年還開發(fā)了感測(cè)產(chǎn)品，能夠檢測(cè)UVC LED的工作狀態(tài)，提示工作壽命，并提醒模塊更換，給予使用者更直觀的感受。

在水殺菌應(yīng)用領(lǐng)域，國(guó)星光電積累了不少經(jīng)驗(yàn)。目前，國(guó)星光電的UVC LED模組可以滿足過流式水殺菌應(yīng)用中較嚴(yán)苛的溫度和輻射功率等要求，公司正在根據(jù)不同的水流量設(shè)計(jì)相應(yīng)的解決方案。

此處僅列舉一小部分代表廠商，水殺菌模組領(lǐng)域的慧億科技、Acuva Technologies等產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)的其他廠商也正不遺余力開拓水處理應(yīng)用市場(chǎng)，更多創(chuàng)新產(chǎn)品的問世持續(xù)向行業(yè)傳遞著技術(shù)不斷進(jìn)步的積極信號(hào)。

應(yīng)用趨勢(shì)與前景

TrendForce集邦咨詢《2021深紫外線UVC LED應(yīng)用市場(chǎng)分析報(bào)告》顯示，直接飲用水龍頭殺菌、居家和商用飲水機(jī)殺菌以及衛(wèi)浴設(shè)備殺菌是2021年流動(dòng)水殺菌市場(chǎng)發(fā)展重點(diǎn)。

另據(jù)UV LED行業(yè)專家江舟的分析，最近一年，在公共飲水機(jī)及家用殺菌龍頭需求的刺激下，過流式水殺菌迎來蓬勃發(fā)展期，產(chǎn)品整體性能也上升至新的水平。

UV LED資深行業(yè)專家江舟

江舟統(tǒng)計(jì)，2021年主流廠商的過流式殺菌模組的數(shù)量同比增長(zhǎng)一倍；殺菌率從3 Log提升至5 Log（大腸桿菌）；家用、商用模組體積縮小了25%；售價(jià)降低了27%，產(chǎn)品整體性價(jià)比得到提升。

其中，過流式水殺菌模組體積逐漸小型化的主要驅(qū)動(dòng)力來自兩大市場(chǎng)的需求：龍頭內(nèi)置式殺菌和飲水機(jī)水嘴殺菌。

不過，由于體積的縮小，提升殺菌率成為今年產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，而增強(qiáng)殺菌效果主要從兩方面入手，一是選用高效波長(zhǎng)，二是優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

江舟介紹，高效波長(zhǎng)方面，275nm波段是目前殺菌效率與出光效率的最佳結(jié)合點(diǎn)，市場(chǎng)占有率擴(kuò)大有利于持續(xù)降低成本。在對(duì)成本不敏感且對(duì)殺菌率要求較高的醫(yī)療消殺領(lǐng)域，265nm波段仍有一定的需求。280nm波段得益于高壽命、高可靠性的特點(diǎn)，在不間斷工作的工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景比較具有優(yōu)勢(shì)。另外，未來可能還會(huì)出現(xiàn)其他波長(zhǎng)的UVC LED方案。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要涉及技術(shù)路線。目前產(chǎn)品技術(shù)路線包括層流路線、旋流路線及其他路線。層流結(jié)構(gòu)因光利用效率高且適合圓柱的外形，成為今年的主流選擇。旋流結(jié)構(gòu)有利于降低產(chǎn)品的體積，符合產(chǎn)品小型化的需求。而光場(chǎng)、流場(chǎng)處理不佳的產(chǎn)品已逐步被市場(chǎng)淘汰。

值得注意的是，技術(shù)路線優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)內(nèi)部的腔體材料息息相關(guān)。根據(jù)江舟分析，當(dāng)前主流的內(nèi)腔材料是具有高紫外反射率的PTFE，適用于層流與旋流結(jié)構(gòu)。但有研究指出水中的礦物質(zhì)離子（Mg、Ca、Fe等離子）會(huì)降低PTFE材料的紫外光反射率，這一點(diǎn)仍需進(jìn)一步的驗(yàn)證。

綜合來看，在光源波長(zhǎng)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及材料的優(yōu)化下，家用與商用產(chǎn)品光利用率明顯提升，今年產(chǎn)品的整體性能有所提高，而未來整體產(chǎn)品價(jià)格下降的關(guān)鍵在于UVC LED成本的下降。需要注意的是，提升產(chǎn)品的光效會(huì)影響產(chǎn)品成本的構(gòu)成，有可能導(dǎo)致成本增高，因此廠商需要根據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際情況，找到光效與成本之間的平衡點(diǎn)。

產(chǎn)品本身的不斷優(yōu)化是關(guān)鍵，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建立也必不可少。據(jù)了解，新國(guó)GB 28235-2020與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)基本接軌，對(duì)殺菌率提出了更高的要求。同時(shí)，CSA的《紫外LED殺菌消毒技術(shù)報(bào)告》對(duì)細(xì)分場(chǎng)景的殺菌需求給出了更詳細(xì)的補(bǔ)充……由此可見，UVC LED行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正在逐步完善，未來產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)將“有法可依”，品質(zhì)也將更有保障。

總而言之，UVC LED市場(chǎng)前景依舊可觀，其與汞燈之間的差距正在縮小。

現(xiàn)階段，在龍頭、飲水機(jī)等常規(guī)應(yīng)用領(lǐng)域， UVC LED流動(dòng)水殺菌模組雖然在價(jià)格上還無法媲美傳統(tǒng)汞燈，但在性能參數(shù)上已接近汞燈模組。在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，盡管UVC LED幾大關(guān)鍵參數(shù)與汞燈仍有較大差距，但隨著WPE提升、壽命延長(zhǎng)及價(jià)格下降，UVC LED預(yù)計(jì)在2026年左右可以開始替換工業(yè)用汞燈，有望在2032年之前完成全世界汞燈替換的目標(biāo)。（文：LEDinside Janice）

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